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X射线自由电子激光器可引发核聚变

来源:亚博全站官网登录   发布时间:2021-11-02 00:14nbsp;  点击量:

本文摘要:根据核物理的理论,掌控可控核聚变必须高能量。但是,利用X射线的近期自由电子激光器获取的能量和电磁场,可以在较低能量下引起核聚变,德国德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)科学家在《物理评论》杂志上证明了这一点。多年来,科学家仍然在研究通过核聚变来发电,一方面这是一种完全取之不尽的能源,另一方面要想要掌控核聚变,还有许多技术障碍。其中之一是为了引起核聚变,必需要解决核聚变在一起的带上相近电荷的原子核的强劲电排斥力,这一般来说必须很高能量。

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根据核物理的理论,掌控可控核聚变必须高能量。但是,利用X射线的近期自由电子激光器获取的能量和电磁场,可以在较低能量下引起核聚变,德国德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)科学家在《物理评论》杂志上证明了这一点。多年来,科学家仍然在研究通过核聚变来发电,一方面这是一种完全取之不尽的能源,另一方面要想要掌控核聚变,还有许多技术障碍。其中之一是为了引起核聚变,必需要解决核聚变在一起的带上相近电荷的原子核的强劲电排斥力,这一般来说必须很高能量。

但是,还有另一种方法,该项研究的年出版者弗里德曼·奎塞尔说道:“如果能用较低能量,通过量子力学隧道效应也可以构建核聚变。这样一来,由核心排斥力引发的能垒之后以较低的能量穿越隧道。”这个过程不是理论上的建构,而是一个现实,在太阳芯中找到温度和压力条件足以解决氢核聚变的能垒,然而,通过充足数量的隧穿过程可以保持聚变反应。

HZDR科学家在他们目前的工作中研究了通过电磁辐射对隧穿着过程的反对否可以增进可控的融合。迄今为止,用作启动时此类过程的常规激光辐射的性能太低,但这状况迅速就不会转变。现在用于X射线自由电子激光器(XFEL),早已可以构建每平方厘米10-20瓦的功率密度。

这约相等于太阳辐射功率的一千倍,集中于在1枚硬币的表面。HZDR理论物理系主任拉尔夫·许尔策豪德教授说道:“这使我们转入了可以用强力X射线激光器反对这种隧穿着过程的领域。”这个点子是,造成铁心敌视的强劲电场,与较强但变化很快的电磁场变换在一起,这可以利用XFEL产生。HZDR的科学家通过氢同位素氘和氚的融合展开了理论研究。

现在,当谈及未来的聚变电站概念时,该反应被指出是最有期望的反应之一。结果表明,可以通过这种方式提升隧道速率,充足数量的引起隧穿着过程最后可以构建顺利且可控的聚变反应。如今,一些具备适当潜力的激光系统已沦为全球大型研究机构的旗舰项目,例如在日本、美国或德国的X射线激光是世界同类激光器中仅次于的。由HZDR实行的国际极端场光束线计划(HIBEF)正在展开独有的非同和超快X射线闪光实验。

接下来,HZDR物理学家还对其他核聚变区域的理论展开更加了解的研究。


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